1. 1目的及意义

目的：

1.研究弹性材料的机械特性及加工难点，分析现有弹性材料切削技术的优缺点。

2.研究一种高精度柔性传动机构，用于提高振动切削精度。

3.进行切削实验，并建立定量分析表面质量方法，同时探索表面缺陷产生成因。

意义：

常见的弹性材料有橡胶、塑料、琼脂糖和水玻璃等，它们广泛应用于各个领域。如橡胶，一种具有可逆形变的高弹性聚合物材料，在船舶和飞行器上的应用日益广泛，除作为轮胎、耐油耐水的胶管、油封水封橡胶圈、垫、皮碗外, 还越来越多地用作密封、阻尼、减震和降噪材料等,随着科学技术的发展，船舶工业及船舶设备系统中将混合使用各种粘弹性材料；琼脂糖，其具有特殊的胶凝性质，有显著的稳固性、滞度和滞后性，并且易吸收水分，已经广泛使用于食用、医药、化工、纺织、国防等领域。由于具有弹性大，易变性等特点，弹性材料的机械加工存在很大的困难，传统的切削加工方法很难保证其加工精度，这不仅影响了加工材料的外观，而且还影响了其性能。因此研究提高弹性材料加工质量和效率的技术措施，对弹性材料在各领域上的推广应用具有重要意义。

日本学者隈部纯一郎提出了一种特种切削加工方法-振动切削技术，并在1978年出版《精密加工振动切削(基础及应用)》专著来阐述振动切削的原理及应用。该技术是给刀具一个有规律且稳定的振动，使切削速度、切削深度、进给量按照一定的规律变化，来实现对材料的切削加工，从而改善刀具的寿命及切削的效果。实践证明，由于振动切削技术具有切削阻力小、切削温度低和刀具寿命长等优点，已经广泛应用于弹性材料的切削之中，并且具有广阔的应用前景。但是现有的切削装置也存在未有效控制Z向误差（即刀头在沿Y向振动过程中沿Z向的寄生运动）、机械结构磨损过大等缺点，故对振动结构的优化成为国内外相关领域研究的热点。

1. 2国内外研究现状分析

国内外对振动切削技术的研究也有了很大的进展，如The University ofLethbridge的Glen T. Prusky、华中科技大学的江涛等设计了一种弹簧钢片式振动切削机，其中的弹簧钢片在厚度方向上刚度较小，施加较小的激励力即可产生较大的振幅。而在宽度方向上刚度极强，难以发生形变，可以极大减小宽度方向上的寄生运动 [6]；香港中文大学的Shi-Chi Chen设计的切削机通过串联布置两个不同刚度比的连续弯曲部分，隔离了Y方向上的寄生运动，在多个轴上实现了亚微米精度和最小化的寄生运动[7]；哈尔滨工业大学刘亚欣等提出的压电超声显微切割可以通过控制驱动电压的频率与幅值控制微切割器的振动状态，从而控制振动加速度，当超声振动的加速度大于一定阈值时，被切割物质（特别是具有硬化效应的粘弹性物质）很容易达到弹性极限而断裂分割开来 [11]。